[發(fā)明專利]一種用于微波檢測系統(tǒng)的小型高增益定向?qū)拵炀€

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710135626.7
• 申請日: 2017-03-08
• 公開（公告）號: CN106910980A
• 公開（公告）日: 2017-06-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 項實;吳怡之;葉聲
• 申請（專利權(quán)）人: 東華大學
• 主分類號: H01Q1/22
• 分類號: H01Q1/22;H01Q1/38;H01Q1/50;H01Q19/10;G01V3/08
• 代理公司: 上海泰能知識產(chǎn)權(quán)代理事務所31233
• 代理人: 宋纓,錢文斌

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及微波檢測技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種用于微波檢測系統(tǒng)的小型高增益定向?qū)拵炀€。

背景技術(shù)

微波檢測是指以微波作為信息的載體的一種檢測手段，微波的頻率在300MHZ-300GHZ，相應的波長為1mm-1m之間，微波具有較高的頻率，并且頻帶寬、波長短、能穿透電離層以及方向性好的特性。所有這些特性使得微波可以被應用于檢測領(lǐng)域，其原理是利用微波掃描待檢測物體，然后收集由物體散射的信號，通過信號分析來重構(gòu)物體的形狀或者內(nèi)部介電常數(shù)的分布。由于介電常數(shù)的大小與物體的組織的含水量相關(guān)，所以微波檢測非常適用于生物體檢測技術(shù)。并且與X光等傳統(tǒng)檢測技術(shù)相比，微波檢測更加便捷、安全、便宜。

微帶天線是由介質(zhì)板、導體接地板(參考地)、輻射貼片(輻射元)三個部分組成。一般情況下采用同軸線饋電或者微帶線饋電，在輻射元以及接地板之間形成斷路以形成高頻的電磁場，并通過接地板以及導體之間的縫隙輻射電磁波能量。

作為檢測系統(tǒng)的發(fā)射與接收裝置，天線是關(guān)鍵的技術(shù)環(huán)節(jié)。微波檢測系統(tǒng)對天線的性能提出了更高的要求。尤其在帶寬、尺寸、方向性以及可穿戴性這幾個方面有了新的需求。但傳統(tǒng)的天線存在方向性以及尺寸較大的缺陷，不能很好的應用于微波檢測系統(tǒng)。微帶天線使用貼片作為輻射單元，其結(jié)構(gòu)簡單、尺寸小、方向性好等優(yōu)點，得到了廣泛的應用，可以很好應用到微波檢測系統(tǒng)。近年來微帶天線在小型化超帶寬定向性上有了新的發(fā)展，并且越來越受到研究學者的重視。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種用于微波檢測系統(tǒng)的小型高增益定向?qū)拵炀€，可以有效的判斷出被檢測物體內(nèi)部是否有異物存在以及異物的位置。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：提供一種用于微波檢測系統(tǒng)的小型高增益定向?qū)拵炀€，包括多層次結(jié)構(gòu)天線，所述多層次結(jié)構(gòu)天線共有三層，每層之間留有空隙，其中，第一層為導向?qū)印⒌诙訛榻橘|(zhì)層、第三層為反射層；所述介質(zhì)層正面貼有金屬貼片，背面貼有接地貼片。

所述導向?qū)訛榻饘倨?/p>

所述金屬片為圓形金屬片，所述金屬片的半徑為13.5mm，厚度為0.5mm。

所述導向?qū)优c介質(zhì)層之間設(shè)置有金屬柱。

所述金屬柱的高度為6.5mm，直徑為0.6mm。

所述介質(zhì)層采用的介質(zhì)基板，所述介質(zhì)基板的材料為FR4，相對介電常數(shù)為4.4，介電損耗為0.02，所述介質(zhì)基板的半徑為19mm，高度為1mm。

所述反射層為金屬環(huán)。

所述金屬環(huán)為金屬圓環(huán)，內(nèi)徑為13.5mm，外徑為19mm。

所述金屬貼片由一個基于笛卡爾圓定理的圓形分形結(jié)構(gòu)與饋電微帶線組成，所述接地貼片由圓形與多邊形縫隙組成。

所述導向?qū)优c介質(zhì)層之間的距離為7mm，所述介質(zhì)層與反射層之間的距離為5.5mm。有益效果

由于采用了上述的技術(shù)方案，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的優(yōu)點和積極效果：本發(fā)明的高增益定向?qū)拵炀€通過模式識別子空間分析法進行了仿真以及系統(tǒng)實驗，從仿真以及實驗的結(jié)果可以得出，該天線能夠很好分辨出被檢測物體內(nèi)是否存在異物，并且通過交叉驗證判斷出異物的位置，說明該天線能夠很好的應用于微波檢測系統(tǒng)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的截面示意圖；

圖2是本發(fā)明中金屬貼片示意圖；

圖3是本發(fā)明中接地貼片示意圖；

圖4是模擬實驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是有無癌變組織情況下該天線的仿真S21參數(shù)曲線圖；

圖6是實驗樣本分類結(jié)果圖。

具體實施方式

下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。應理解，這些實施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。

本發(fā)明的實施方式涉及一種用于微波檢測系統(tǒng)的小型高增益定向?qū)拵炀€，如圖1所示，包括多層次結(jié)構(gòu)天線，所述多層次結(jié)構(gòu)天線共有三層，每層之間留有空隙，其中，第一層為導向?qū)?、第二層為介質(zhì)層2、第三層為反射層3；所述介質(zhì)層2正面貼有金屬貼片4，背面貼有接地貼片5。